特許 7487045 レーザ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(54)【発明の名称】レーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/046 20140101AFI20240513BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20240513BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20240513BHJP

   B23K 26/04 20140101ALI20240513BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20240513BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

B23K26/046

B23K26/067

B23K26/53

B23K26/04

B23K26/03

H01L21/78 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020139238

(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公開番号】P2022035132

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】荻原 孝文

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０３０１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７４９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４５８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００ － ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｚ方向と交差する表面を有する対象物にレーザ光を照射することで、前記Ｚ方向に垂直なＸ方向に延在し且つ前記Ｚ方向及び前記Ｘ方向の両方向に垂直なＹ方向において隣り合う第１ライン及び第２ラインのそれぞれに沿って前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持する支持部と、
前記レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザ光を変調する空間光変調器と、
前記空間光変調器によって変調された前記レーザ光を集光する集光部と、
測距用の光を前記表面に照射し、前記表面で反射された前記測距用の光を検出する測距部と、
前記集光部及び前記測距部を前記支持部に対して相対的に移動させる移動部と、
前記集光部を前記Ｚ方向に移動させる駆動部と、
前記レーザ光が第１加工光及び第２加工光に分岐して、前記第１加工光の第１集光点が前記第１ライン上に位置し且つ前記第２加工光の第２集光点が前記第２ライン上に位置するように、前記空間光変調器を制御し、前記表面における前記測距用の光の照射領域、並びに、前記第１集光点及び前記第２集光点が前記第１ライン及び前記第２ラインに沿って相対的に移動するように、前記移動部を制御し、前記第１集光点及び前記第２集光点のそれぞれが前記表面に対して所定位置に位置するように、前記測距部による前記測距用の光の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記測距部は、前記Ｙ方向において少なくとも前記第１ラインと前記第２ラインとの間隔の分だけ前記照射領域の位置を調整することが可能となるように、構成されている、レーザ加工装置。

【請求項2】

前記Ｙ方向における前記第１集光点及び前記第２集光点のそれぞれの位置に関する第１情報の入力を受け付ける入力受付部を更に備え、
前記制御部は、前記第１集光点が前記第１ライン上に位置し且つ前記第２集光点が前記第２ライン上に位置するように、前記第１情報に基づいて前記空間光変調器を制御する、請求項１に記載のレーザ加工装置。

【請求項3】

前記入力受付部は、前記Ｙ方向における前記照射領域の位置に関する第２情報の入力を更に受け付け、
前記制御部は、前記照射領域が前記第１ライン上若しくは前記第２ライン上、又は、前記第１ラインと前記第２ラインとの間に位置するように、前記第２情報に基づいて前記測距部を制御する、請求項２に記載のレーザ加工装置。

【請求項4】

前記対象物は、基板と、前記基板上にマトリックス状に配置された複数の機能素子と、を含み、
前記入力受付部は、前記対象物に対する前記レーザ光の入射の側に関する第３情報の入力を更に受け付け、
前記制御部は、
前記複数の機能素子側から前記基板に前記レーザ光が入射する場合には、前記照射領域が前記第１ライン上又は前記第２ライン上に位置するように、前記第３情報に基づいて前記測距部を制御し、
前記複数の機能素子とは反対側から前記基板に前記レーザ光が入射する場合には、前記照射領域が前記第１ラインと前記第２ラインとの間の中心線上に位置するように、前記第３情報に基づいて前記測距部を制御する、請求項２に記載のレーザ加工装置。

【請求項5】

前記入力受付部は、前記対象物、前記第１ライン及び前記第２ラインのそれぞれのグラフィックを表示する表示部を含む、請求項２～４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項6】

前記表示部は、前記集光部の光軸が前記対象物に対して相対的に移動する軌跡に相当する基準ラインを更に表示する、請求項５に記載のレーザ加工装置。

【請求項7】

前記対象物の画像を取得する撮像部を更に備え、
前記表示部は、前記対象物の前記グラフィックとして前記対象物の前記画像を表示する、請求項５又は６に記載のレーザ加工装置。

【請求項8】

前記測距部は、前記表面に照射される前記測距用の光及び前記表面で反射された前記測距用の光が前記集光部を通るように、構成されており、
前記測距部は、
前記測距用の光を前記表面に照射し、前記表面で反射された前記測距用の光を検出する本体部と、
前記表面に照射される前記測距用の光の光軸を調整するための調整部と、を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項9】

前記測距部は、前記表面に照射される前記測距用の光及び前記表面で反射された前記測距用の光が前記集光部を通らないように、構成されており、
前記測距部は、
前記測距用の光を前記表面に照射し、前記表面で反射された前記測距用の光を検出する本体部と、
前記Ｙ方向における前記本体部の位置を調整するための調整部と、を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

対象物にレーザ光を照射することで対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置として、レーザ光が複数の加工光に分岐され且つ複数の加工光が互いに異なる箇所に集光されるようにレーザ光を変調する装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このようなレーザ加工装置は、複数の加工光によって複数列の改質領域を形成することができるため、加工時間の短縮化を図る上で極めて有効である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２２３６２０号公報

【文献】特開２０１５－２２６０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えば、基板と、基板上にマトリックス状に配置された複数の能素子と、を含む対象物においては、機能素子の微細化が進んでいる。機能素子の微細化が進むと、対象物を機能素子ごとに切断するためのラインの数が増加するため、複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域をいかに効率良く形成し得るかが、加工時間の短縮化を図る上で重要となる。

【0005】

本発明は、複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成する場合に、加工時間の短縮化を図ることができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のレーザ加工装置は、Ｚ方向と交差する表面を有する対象物にレーザ光を照射することで、Ｚ方向に垂直なＸ方向に延在し且つＺ方向及びＸ方向の両方向に垂直なＹ方向において隣り合う第１ライン及び第２ラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、対象物を支持する支持部と、レーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を変調する空間光変調器と、空間光変調器によって変調されたレーザ光を集光する集光部と、測距用の光を表面に照射し、表面で反射された測距用の光を検出する測距部と、集光部及び測距部を支持部に対して相対的に移動させる移動部と、集光部をＺ方向に移動させる駆動部と、レーザ光が第１加工光及び第２加工光に分岐して、第１加工光の第１集光点が第１ライン上に位置し且つ第２加工光の第２集光点が第２ライン上に位置するように、空間光変調器を制御し、表面における測距用の光の照射領域、並びに、第１集光点及び第２集光点が第１ライン及び第２ラインに沿って相対的に移動するように、移動部を制御し、第１集光点及び第２集光点のそれぞれが表面に対して所定位置に位置するように、測距部による測距用の光の検出結果に基づいて駆動部を制御する制御部と、を備え、測距部は、Ｙ方向において少なくとも第１ラインと第２ラインとの間隔の分だけ照射領域の位置を調整することが可能となるように、構成されている。

【0007】

上記レーザ加工装置では、レーザ光が第１加工光及び第２加工光に分岐して、第１加工光の第１集光点が第１ライン上に位置し且つ第２加工光の第２集光点が第２ライン上に位置するように、制御部が空間光変調器を制御し、対象物の表面における測距用の光の照射領域、並びに、第１集光点及び第２集光点が第１ライン及び第２ラインに沿って相対的に移動するように、制御部が移動部を制御する。このとき、第１集光点及び第２集光点のそれぞれが対象物の表面に対して所定位置に位置するように、制御部が、測距部による測距用の光の検出結果に基づいて駆動部を制御する。これにより、改質領域が対象物の表面に対して所定位置に位置した状態で、第１ライン及び第２ラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域が形成される。ここで、上記レーザ加工装置では、Ｙ方向において少なくとも第１ラインと第２ラインとの間隔の分だけ測距用の光の照射領域の位置を調整することが可能となるように、測距部が構成されている。そのため、レーザ光の照射条件等に応じて、Ｙ方向において測距用の光の照射領域の位置を調整することができ、対象物の表面に対して所定位置に精度良く改質領域を形成することができる。よって、上記レーザ加工装置によれば、複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成する場合に、加工時間の短縮化を図ることができる。

【0008】

本発明のレーザ加工装置は、Ｙ方向における第１集光点及び第２集光点のそれぞれの位置に関する第１情報の入力を受け付ける入力受付部を更に備え、制御部は、第１集光点が第１ライン上に位置し且つ第２集光点が第２ライン上に位置するように、第１情報に基づいて空間光変調器を制御してもよい。これにより、第１ライン及び第２ラインのそれぞれに沿って容易に且つ精度良く改質領域を形成することができる。

【0009】

本発明のレーザ加工装置では、入力受付部は、Ｙ方向における照射領域の位置に関する第２情報の入力を更に受け付け、制御部は、照射領域が第１ライン上若しくは第２ライン上、又は、第１ラインと第２ラインとの間に位置するように、第２情報に基づいて測距部を制御してもよい。これにより、対象物の表面に対して所定位置に容易に且つ精度良く改質領域を形成することができる。

【0010】

本発明のレーザ加工装置では、対象物は、基板と、基板上にマトリックス状に配置された複数の機能素子と、を含み、入力受付部は、対象物に対するレーザ光の入射の側に関する第３情報の入力を更に受け付け、制御部は、複数の機能素子側から基板にレーザ光が入射する場合には、照射領域が第１ライン上又は第２ライン上に位置するように、第３情報に基づいて測距部を制御し、複数の機能素子とは反対側から基板にレーザ光が入射する場合には、照射領域が第１ラインと第２ラインとの間の中心線上に位置するように、第３情報に基づいて測距部を制御してもよい。これにより、複数の機能素子側から基板にレーザ光が入射する場合には、測距用の光が機能素子の影響を受けるのを防止して、対象物の表面に対して所定位置に改質領域を形成することができる。また、複数の機能素子とは反対側から基板にレーザ光が入射する場合には、第１ライン及び第２ラインのそれぞれに沿ってバランス良く改質領域を形成することができる。

【0011】

本発明のレーザ加工装置では、入力受付部は、対象物、第１ライン及び第２ラインのそれぞれのグラフィックを表示する表示部を含んでもよい。これにより、加工予定状態を視覚的に把握することができる。

【0012】

本発明のレーザ加工装置では、表示部は、集光部の光軸が対象物に対して相対的に移動する軌跡に相当する基準ラインを更に表示してもよい。これにより、集光部の光軸を基準とした加工予定状態を視覚的に把握することができる。

【0013】

本発明のレーザ加工装置は、対象物の画像を取得する撮像部を更に備え、表示部は、対象物のグラフィックとして対象物の画像を表示してもよい。これにより、対象物のグラフィックを容易に取得することができる。

【0014】

本発明のレーザ加工装置では、測距部は、表面に照射される測距用の光及び表面で反射された測距用の光が集光部を通るように、構成されており、測距部は、測距用の光を表面に照射し、表面で反射された測距用の光を検出する本体部と、表面に照射される測距用の光の光軸を調整するための調整部と、を含んでもよい。この構成は、測距用の光の照射領域を小さくすべき場合に有効である。

【0015】

本発明のレーザ加工装置では、測距部は、表面に照射される測距用の光及び表面で反射された測距用の光が集光部を通らないように、構成されており、測距部は、測距用の光を表面に照射し、表面で反射された測距用の光を検出する本体部と、Ｙ方向における本体部の位置を調整するための調整部と、を含んでもよい。この構成は、テープ等の部材を介して対象物の表面に測距用の光を照射する場合に有効である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成する場合に、加工時間の短縮化を図ることができるレーザ加工装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。

【図2】図１に示されるレーザ加工装置の一部分の正面図である。

【図3】図１に示されるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。

【図4】図３に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。

【図5】図３に示されるレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。

【図6】図５に示される空間光変調器の一部分の断面図である。

【図7】図１に示されるレーザ加工装置によって加工される対象物の平面図である。

【図8】図７に示される対象物の一部分の断面図である。

【図9】図１に示されるレーザ加工装置におけるレーザ加工の状態を示す模式図である。

【図10】図１に示されるレーザ加工装置におけるレーザ加工の状態を示す模式図である。

【図11】図１に示されるレーザ加工装置の表示部の構成図である。

【図12】図１に示されるレーザ加工装置によって実施されるレーザ加工方法のフローチャートである。

【図13】図１に示されるレーザ加工装置における基準ライン、第１ライン及び第２ラインの位置関係を示す模式図である。

【図14】図１に示されるレーザ加工装置における基準ライン、第１ライン及び第２ラインの位置関係を示す模式図である。

【図15】変形例のレーザ加工装置の構成を示す模式図である。

【図16】図１５に示されるレーザ加工装置における基準ライン、第１ライン及び第２ラインの位置関係を示す模式図である。

【図17】図１５に示されるレーザ加工装置における基準ライン、第１ライン及び第２ラインの位置関係を示す模式図である。

【図18】図１に示されるレーザ加工装置における基準ライン、第１ライン及び第２ラインの位置関係を示す模式図である。

【図19】図１５に示されるレーザ加工装置における基準ライン、第１ライン及び第２ラインの位置関係を示す模式図である。

【図20】図１８及び図１９に示される場合における表示部の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［レーザ加工装置の構成］

【0019】

図１に示されるように、レーザ加工装置１は、複数の移動機構５，６と、支持部７と、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと、光源ユニット８と、制御部９と、を備えている。以下、第１方向をＺ方向、第１方向に垂直な第２方向をＸ方向、第１方向及び第２方向の両方向に垂直な第３方向をＹ方向という。本実施形態では、Ｚ方向は鉛直方向であり、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向である。

【0020】

移動機構５は、固定部５１と、移動部５３と、取付部５５と、を有している。固定部５１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。移動部５３は、固定部５１に設けられたレールに取り付けられており、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部５５は、移動部５３に設けられたレールに取り付けられており、Ｘ方向に沿って移動することができる。

【0021】

移動機構６は、固定部６１と、１対の移動部６３，６４と、１対の取付部６５，６６と、を有している。固定部６１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。１対の移動部６３，６４のそれぞれは、固定部６１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部６５は、移動部６３に設けられたレールに取り付けられており、Ｚ方向に沿って移動することができる。取付部６６は、移動部６４に設けられたレールに取り付けられており、Ｚ方向に沿って移動することができる。

【0022】

支持部７は、移動機構５の取付部５５に設けられた回転軸に取り付けられており、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。支持部７は、対象物１００を支持する。対象物１００は、ウェハである。

【0023】

図１及び図２に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、移動機構６の取付部６５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌを照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、移動機構６の取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌを照射する。

【0024】

光源ユニット８は、１対の光源８１，８２を有している。１対の光源８１，８２は、装置フレーム１ａに取り付けられている。１対の光源８１，８２のそれぞれは、レーザ光Ｌを出射する。光源８１の出射部８１ａから出射されたレーザ光Ｌは、光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ａに導光される。光源８２の出射部８２ａから出射されたレーザ光Ｌは、別の光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ｂに導光される。

【0025】

制御部９は、レーザ加工装置１の各部（複数の移動機構５，６、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ、及び光源ユニット８等）を制御する。制御部９は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部９では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部９は、各種機能を実現する。

【0026】

以上のように構成されたレーザ加工装置１による加工の一例について説明する。当該加工の一例は、ウェハである対象物１００を複数のチップに切断するために、格子状に設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物１００の内部に改質領域を形成する例である。

【0027】

まず、対象物１００を支持している支持部７がＺ方向において１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと対向するように、移動機構５が、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って支持部７を移動させる。続いて、対象物１００において一方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。

【0028】

続いて、一方向に延在する一のライン上に、レーザ加工ヘッド１０Ａから出射されるレーザ光Ｌ（以下、「レーザ加工ヘッド１０Ａのレーザ光Ｌ」という）の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上に、レーザ加工ヘッド１０Ｂから出射されるレーザ光Ｌ（以下、「レーザ加工ヘッド１０Ｂのレーザ光Ｌ」という）の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ加工ヘッド１０Ａのレーザ光Ｌの集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ加工ヘッド１０Ｂのレーザ光Ｌの集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。

【0029】

続いて、光源８１がレーザ光Ｌを出射してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌを照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌを出射してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌを照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａのレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動し且つ一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂのレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動するように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の内部に改質領域を形成する。

【0030】

続いて、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。

【0031】

続いて、他方向に延在する一のライン上にレーザ加工ヘッド１０Ａのレーザ光Ｌの集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、他方向に延在する他のライン上にレーザ加工ヘッド１０Ｂのレーザ光Ｌの集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ加工ヘッド１０Ａのレーザ光Ｌの集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ加工ヘッド１０Ｂのレーザ光Ｌの集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。

【0032】

続いて、光源８１がレーザ光Ｌを出射してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌを照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌを出射してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌを照射する。それと同時に、他方向に延在する一のラインに沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａのレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動し且つ他方向に延在する他のラインに沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂのレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動するように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の内部に改質領域を形成する。

【0033】

なお、上記加工の一例では、１対の光源８１，８２のそれぞれは、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌを出射する。そのようなレーザ光Ｌが対象物１００の内部に集光されると、レーザ光Ｌの集光点に対応する部分においてレーザ光Ｌが特に吸収され、対象物１００の内部に改質領域が形成される。改質領域は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。

【0034】

パルス発振方式によって出射されたレーザ光Ｌが対象物１００に照射され、対象物１００に設定されたラインに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポットは、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。１列の改質領域は、１列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物１００に対するレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動速度及びレーザ光Ｌの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
［レーザ加工ヘッドの構成］

【0035】

図３及び図４に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、筐体１１と、入射部１２と、レーザ光調整部１３と、集光部１４と、を備えている。

【0036】

筐体１１は、第１壁部２１及び第２壁部２２、第３壁部２３及び第４壁部２４、並びに、第５壁部２５及び第６壁部２６を有している。第１壁部２１及び第２壁部２２は、Ｘ方向において互いに対向している。第３壁部２３及び第４壁部２４は、Ｙ方向において互いに対向している。第５壁部２５及び第６壁部２６は、Ｚ方向において互いに対向している。

【0037】

第３壁部２３と第４壁部２４との距離は、第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さい。第１壁部２１と第２壁部２２との距離は、第５壁部２５と第６壁部２６との距離よりも小さい。なお、第１壁部２１と第２壁部２２との距離は、第５壁部２５と第６壁部２６との距離と等しくてもよいし、或いは、第５壁部２５と第６壁部２６との距離よりも大きくてもよい。

【0038】

レーザ加工ヘッド１０Ａでは、第１壁部２１は、移動機構６の固定部６１とは反対側に位置しており、第２壁部２２は、固定部６１側に位置している。第３壁部２３は、移動機構６の取付部６５側に位置しており、第４壁部２４は、取付部６５とは反対側であってレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置している（図２参照）。第５壁部２５は、支持部７とは反対側に位置しており、第６壁部２６は、支持部７側に位置している。

【0039】

筐体１１は、第３壁部２３が移動機構６の取付部６５側に配置された状態で筐体１１が取付部６５に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部６５は、ベースプレート６５ａと、取付プレート６５ｂと、を有している。ベースプレート６５ａは、移動部６３に設けられたレールに取り付けられている（図２参照）。取付プレート６５ｂは、ベースプレート６５ａにおけるレーザ加工ヘッド１０Ｂ側の端部に立設されている（図２参照）。筐体１１は、第３壁部２３が取付プレート６５ｂに接触した状態で、台座２７を介してボルト２８が取付プレート６５ｂに螺合されることで、取付部６５に取り付けられている。台座２７は、第１壁部２１及び第２壁部２２のそれぞれに設けられている。筐体１１は、取付部６５に対して着脱可能である。

【0040】

入射部１２は、第５壁部２５に配置されている。入射部１２は、筐体１１内にレーザ光Ｌを入射させる。入射部１２は、Ｘ方向においては第１壁部２１側に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における入射部１２と第１壁部２１との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第２壁部２２との距離よりも小さく、Ｙ方向における入射部１２と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第３壁部２３との距離よりも小さい。

【0041】

入射部１２には、光ファイバ２の出射端部２ａが接続されている。具体的には、入射部１２は、第５壁部２５に形成された孔２５ａを含む部分である。第５壁部２５には、取付部２５ｂが設けられている。取付部２５ｂには、出射端部２ａの本体部分２ｂがボルト等によって取り付けられている。この状態で、孔２５ａには、出射端部２ａの先端部分２ｃが挿通されている。これにより、光ファイバ２の出射端部２ａは、入射部１２に対して着脱可能である。第５壁部２５と本体部分２ｂとの間には、カバー２５ｃが配置されている。カバー２５ｃは、孔２５ａと先端部分２ｃとの間に形成された隙間を覆っている。一例として、出射端部２ａにおいては、戻り光を抑制するアイソレータが本体部分２ｂ内に配置されており、レーザ光Ｌをコリメートするコリメータレンズが先端部分２ｃ内に配置されている。なお、入射部１２は、光ファイバ２の出射端部２ａが接続可能となるように構成されたコネクタ等であってもよい。

【0042】

レーザ光調整部１３は、筐体１１内に配置されている。レーザ光調整部１３は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌを調整する。レーザ光調整部１３は、筐体１１内において、仕切壁部２９に対して第４壁部２４側に配置されている。レーザ光調整部１３は、仕切壁部２９に取り付けられている。仕切壁部２９は、筐体１１内に設けられており、筐体１１内の領域を第３壁部２３側の領域と第４壁部２４側の領域とに仕切っている。仕切壁部２９は、筐体１１の一部分として構成されている。レーザ光調整部１３が有する各構成は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。仕切壁部２９は、レーザ光調整部１３が有する各構成を支持する光学ベースとして機能している。

【0043】

集光部１４は、第６壁部２６に配置されている。具体的には、集光部１４は、第６壁部２６に形成された孔２６ａ（図５参照）に挿通された状態で、第６壁部２６に配置されている。集光部１４は、レーザ光調整部１３によって調整されたレーザ光Ｌを集光しつつ筐体１１外に出射する。集光部１４は、Ｘ方向においては第２壁部２２側に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における集光部１４と第２壁部２２との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第１壁部２１との距離よりも小さく、Ｙ方向における集光部１４と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第３壁部２３との距離よりも小さい。

【0044】

図５に示されるように、レーザ光調整部１３は、反射部３１と、アッテネータ３２と、反射部３３と、を有している。反射部３１、アッテネータ３２及び反射部３３は、Ｘ方向に沿って延在する第１直線Ａ１上に配置されている。反射部３１は、Ｚ方向において入射部１２と対向している。すなわち、反射部３１は、Ｚ方向において光ファイバ２の出射端部２ａと対向している。反射部３１は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌを第２壁部２２側に反射する。アッテネータ３２は、反射部３１で反射されたレーザ光Ｌの出力を調整する。反射部３３は、アッテネータ３２によって出力が調整されたレーザ光Ｌを第６壁部２６側に反射する。各反射部３１，３３は、例えば、ミラー又はプリズムである。

【0045】

レーザ光調整部１３は、ビームエキスパンダ３４と、反射部３５と、を更に有している。反射部３３、ビームエキスパンダ３４及び反射部３５は、Ｚ方向に沿って延在する第２直線Ａ２上に配置されている。ビームエキスパンダ３４は、反射部３３で反射されたレーザ光Ｌの径を拡大する。反射部３５は、ビームエキスパンダ３４で径が拡大されたレーザ光Ｌを第１壁部２１側且つ第５壁部２５側に反射する。反射部３５は、例えば、ミラー又はプリズムである。

【0046】

レーザ光調整部１３は、空間光変調器３６と、結像光学系３７と、を更に有している。空間光変調器３６、結像光学系３７及び集光部１４は、Ｚ方向に沿って延在する第３直線Ａ３上に配置されている。空間光変調器３６は、反射部３５で反射されたレーザ光Ｌを変調しつつ第６壁部２６側に反射する。空間光変調器３６は、反射型の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）である。結像光学系３７は、空間光変調器３６の反射面３６ａと集光部１４の入射瞳面１４ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系３７は、３つ以上のレンズによって構成されている。このように、空間光変調器３６は、光源８１（図１参照）から出射されたレーザ光Ｌを変調し、集光部１４は、空間光変調器３６によって変調されたレーザ光Ｌを集光する。

【0047】

第１直線Ａ１、第２直線Ａ２及び第３直線Ａ３は、Ｙ方向に垂直な平面上に位置している。第２直線Ａ２は、第３直線Ａ３に対して第２壁部２２側に位置している。レーザ加工ヘッド１０Ａでは、Ｚ方向に沿って入射部１２から筐体１１内に入射したレーザ光Ｌは、反射部３１で反射されて、第１直線Ａ１上を進行する。第１直線Ａ１上を進行したレーザ光Ｌは、反射部３３で反射されて、第２直線Ａ２上を進行する。第２直線Ａ２上を進行したレーザ光Ｌは、反射部３５及び空間光変調器３６で順次に反射されて、第３直線Ａ３上を進行する。第３直線Ａ３上を進行したレーザ光Ｌは、Ｚ方向に沿って集光部１４から筐体１１外に出射される。

【0048】

レーザ加工ヘッド１０Ａは、ダイクロイックミラー１５と、測距部１６と、観察部１７と、駆動部１８と、回路部１９と、を更に備えている。

【0049】

ダイクロイックミラー１５は、第３直線Ａ３上において、結像光学系３７と集光部１４との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー１５は、筐体１１内において、レーザ光調整部１３と集光部１４との間に配置されている。ダイクロイックミラー１５は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。ダイクロイックミラー１５は、レーザ光Ｌを透過させる。ダイクロイックミラー１５は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された２枚のプレート型が好ましい。

【0050】

測距部１６は、筐体１１内において、第３直線Ａ３に対して第１壁部２１側に配置されている。つまり、測距部１６は、Ｘ方向においては、集光部１４に対して第１壁部２１側に配置されている。測距部１６は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。測距部１６は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌが入射する側の表面）と集光部１４との距離を測定するための測距用の光Ｌ１０（例えば、測距用のレーザ光）を対象物１００の表面に照射し、対象物１００の表面で反射された光Ｌ１０を検出する。

【0051】

本実施形態では、測距部１６は、対象物１００の表面に照射される光Ｌ１０及び対象物１００の表面で反射された光Ｌ１０が集光部１４を通るように、構成されている。つまり、測距部１６から出射された光Ｌ１０は、集光部１４を通って対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された光Ｌ１０は、集光部１４を通って測距部１６に入射する。測距部１６は、受光センサとして４分割フォトダイオードを含む非点収差方式のセンサである。

【0052】

より具体的には、測距部１６は、本体部１６１と、調整部１６２と、を有している。本体部１６１は、光Ｌ１０を対象物１００の表面に照射し、対象物１００の表面で反射された光Ｌ１０を検出する。調整部１６２は、対象物１００の表面に照射される光Ｌ１０の光軸を調整するための部分である。調整部１６２は、第１ステアリングミラー１６２ａと、第２ステアリングミラー１６２ｂと、を含んでいる。第１ステアリングミラー１６２ａ及び第２ステアリングミラー１６２ｂは、それぞれのミラー面の角度調整が可能となるように、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。

【0053】

本体部１６１から出射された光Ｌ１０は、第１ステアリングミラー１６２ａ、第２ステアリングミラー１６２ｂ、ビームスプリッタ２０及びダイクロイックミラー１５で順次に反射され、集光部１４を通って筐体１１外に出射され、対象物１００の表面に照射される。対象物１００の表面で反射された光Ｌ１０は、集光部１４を通って筐体１１内に入射し、ダイクロイックミラー１５、ビームスプリッタ２０、第２ステアリングミラー１６２ｂ及び第１ステアリングミラー１６２ａで順次に反射され、本体部１６１に入射する。なお、ビームスプリッタ２０は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。

【0054】

観察部１７は、筐体１１内において、第３直線Ａ３に対して第１壁部２１側に配置されている。つまり、観察部１７は、Ｘ方向においては、集光部１４に対して第１壁部２１側に配置されている。観察部１７は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。観察部１７は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌが入射する側の表面）を観察するための観察用の光Ｌ２０（例えば、可視光）を対象物１００の表面に照射し、対象物１００の表面で反射された光Ｌ２０を検出する。

【0055】

本実施形態では、観察部１７から出射された光Ｌ２０は、ビームスプリッタ２０を透過してダイクロイックミラー１５で反射され、集光部１４を通って筐体１１外に出射され、対象物１００の表面に照射される。対象物１００の表面で反射された光Ｌ２０は、集光部１４を通って筐体１１内に入射し、ダイクロイックミラー１５で反射されてビームスプリッタ２０を透過し、観察部１７に入射する。なお、レーザ光Ｌ、光Ｌ１０及び光Ｌ２０のそれぞれの波長は、互いに異なっている（少なくともそれぞれの中心波長が互いにずれている）。

【0056】

駆動部１８は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。駆動部１８は、例えば圧電素子の駆動力によって、第６壁部２６に配置された集光部１４をＺ方向に移動させる。

【0057】

回路部１９は、筐体１１内において、仕切壁部２９に対して第３壁部２３側に配置されている。つまり、回路部１９は、筐体１１内において、レーザ光調整部１３、測距部１６及び観察部１７に対して第３壁部２３側に配置されている。回路部１９は、仕切壁部２９から離間している。回路部１９は、例えば、複数の回路基板である。回路部１９は、測距部１６から出力された信号及び空間光変調器３６に入力する信号を処理する。回路部１９は、測距部１６から出力された信号に基づいて駆動部１８を制御する。一例として、回路部１９は、測距部１６から出力された信号に基づいて、対象物１００の表面と集光部１４との距離が一定に維持されるように（すなわち、対象物１００の表面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されるように）、駆動部１８を制御する。

【0058】

なお、仕切壁部２９には、測距部１６、観察部１７、駆動部１８及び空間光変調器３６のそれぞれと回路部１９とを電気的に接続するための配線が通る切欠き、孔等（図示省略）が形成されている。また、筐体１１には、回路部１９と制御部９（図１参照）とを電気的に接続するための配線等が接続されるコネクタ（図示省略）が設けられている。

【0059】

レーザ加工ヘッド１０Ｂは、レーザ加工ヘッド１０Ａと同様に、筐体１１と、入射部１２と、レーザ光調整部１３と、集光部１４と、ダイクロイックミラー１５と、測距部１６と、観察部１７と、駆動部１８と、回路部１９と、を備えている。ただし、レーザ加工ヘッド１０Ｂの各構成は、図２に示されるように、１対の取付部６５，６６間の中点を通り且つＹ方向に垂直な仮想平面に関して、レーザ加工ヘッド１０Ａの各構成と面対称の関係を有するように、配置されている。

【0060】

例えば、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６５に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ａ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６６に取り付けられている。

【0061】

レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第３壁部２３が取付部６６側に配置された状態で筐体１１が取付部６６に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部６６は、ベースプレート６６ａと、取付プレート６６ｂと、を有している。ベースプレート６６ａは、移動部６３に設けられたレールに取り付けられている。取付プレート６６ｂは、ベースプレート６６ａにおけるレーザ加工ヘッド１０Ａ側の端部に立設されている。レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第３壁部２３が取付プレート６６ｂに接触した状態で、取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、取付部６６に対して着脱可能である。
［空間光変調器の構成］

【0062】

図６に示されるように、空間光変調器３６は、半導体基板４１上に、駆動回路層４２、画素電極層４３、反射膜４４、配向膜４５、液晶層４６、配向膜４７、透明導電膜４８及び透明基板４９がこの順序で積層されることで、構成されている。空間光変調器３６は、反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器である。

【0063】

半導体基板４１は、例えば、シリコン基板である。駆動回路層４２は、半導体基板４１上において、アクティブ・マトリクス回路を構成している。画素電極層４３は、半導体基板４１の表面に沿ってマトリックス状に配列された複数の画素電極４３ａを含んでいる。各画素電極４３ａは、例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成されている。各画素電極４３ａには、駆動回路層４２によって電圧が印加される。

【0064】

反射膜４４は、例えば、誘電体多層膜である。配向膜４５は、液晶層４６における反射膜４４側の表面に設けられており、配向膜４７は、液晶層４６における反射膜４４とは反対側の表面に設けられている。各配向膜４５，４７は、例えば、ポリイミド等の高分子材料によって形成されており、各配向膜４５，４７における液晶層４６との接触面には、例えば、ラビング処理が施されている。配向膜４５，４７は、液晶層４６に含まれる液晶分子４６ａを一定方向に配列させる。

【0065】

透明導電膜４８は、透明基板４９における配向膜４７側の表面に設けられており、液晶層４６等を挟んで画素電極層４３と向かい合っている。透明基板４９は、例えば、ガラス基板である。透明導電膜４８は、例えば、ＩＴＯ等の光透過性且つ導電性材料によって形成されている。透明基板４９及び透明導電膜４８は、レーザ光Ｌを透過させる。

【0066】

以上のように構成された空間光変調器３６では、変調パターンを示す信号が制御部１０から駆動回路層４２に入力されると、当該信号に応じた電圧が各画素電極４３ａに印加され、各画素電極４３ａと透明導電膜４８との間に電界が形成される。当該電界が形成されると、液晶層４６において、各画素電極４３ａに対応する領域ごとに液晶分子２１６ａの配列方向が変化し、各画素電極４３ａに対応する領域ごとに屈折率が変化する。この状態が、液晶層４６に変調パターンが表示された状態である。

【0067】

液晶層４６に変調パターンが表示された状態で、レーザ光Ｌが、外部から透明基板４９及び透明導電膜４８を介して液晶層４６に入射し、反射膜４４で反射されて、液晶層４６から透明導電膜４８及び透明基板４９を介して外部に出射させられると、液晶層４６に表示された変調パターンに応じて、レーザ光Ｌが変調される。このように、空間光変調器３６によれば、液晶層４６に表示する変調パターンを適宜設定することで、レーザ光Ｌの変調（例えば、レーザ光Ｌの強度、振幅、位相、偏光等の変調）が可能である。
［対象物の構成］

【0068】

図７及び図８に示されるように、対象物１００は、基板１０１と、複数の機能素子１０２と、を有している。複数の機能素子１０２は、基板１０１上にマトリックス状に配置されている。

【0069】

基板１０１は、表面１０１ａ及び裏面１０１ｂを有している。基板１０１は、例えば、シリコン基板等の半導体基板である。基板１０１には、結晶方位を示すノッチ１０１ｃが設けられている。なお、基板１０１には、ノッチ１０１ｃの替わりにオリエンテーションフラットが設けられていてもよい。

【0070】

複数の機能素子１０２は、基板１０１の表面１０１ａに設けられている。各機能素子１０２は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。各機能素子１０２は、複数の層がスタックされて３次元的に構成される場合もある。

【0071】

対象物１００は、複数のライン９０のそれぞれに沿って機能素子１０２ごとに切断される。複数のライン９０は、対象物１００の厚さ方向（表面１０１ａ及び裏面１０１ｂと交差する方向）から見た場合に複数の機能素子１０２のそれぞれの間を通るように、格子状に延在している。対象物１００では、ストリート領域１０３が複数の機能素子１０２のそれぞれの間を通るように格子状に延在しており、各ライン９０がストリート領域１０３の中央を通っている。複数のライン９０は、レーザ加工装置１によって対象物１００に設定された仮想的なラインである。なお、複数のライン９０は、対象物１００に実際に引かれたラインであってもよい。
［制御部の機能］

【0072】

前提として、レーザ加工装置１は、図９及び図１０に示されるように、Ｚ方向と交差する表面（本実施形態では、基板１０１の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂ）を有する対象物１００にレーザ光Ｌを照射することで、第１ライン９１及び第２ライン９２のそれぞれに沿って対象物１００に改質領域Ｍを形成する。第１ライン９１及び第２ライン９２は、複数のライン９０のうち、Ｘ方向に延在し且つＹ方向において隣り合う任意の１対のライン９０である。

【0073】

また、各レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂにおいて、測距部１６（図５参照）は、Ｙ方向において少なくとも第１ライン９１と第２ライン９２との間隔の分だけ測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒの位置を調整することが可能となるように、構成されている。光Ｌ１０の照射領域Ｒは、対象物１００の表面（本実施形態では、基板１０１の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂ）における光Ｌ１０の照射領域である。本実施形態では、基板１０１の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに照射される光Ｌ１０の光軸が調整部１６２によって調整されることで（図５参照）、Ｙ方向において少なくとも第１ライン９１と第２ライン９２との間隔の分だけ光Ｌ１０の照射領域Ｒの位置が調整される。

【0074】

以上の前提の下に、以下、Ｘ方向に延在し且つＹ方向において隣り合う第１ライン９１及び第２ライン９２に着目して、制御部９の機能について説明する。以下の説明では、対象物１００にレーザ光Ｌを照射する主体が１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂのいずれであるかを明記しないが、当該主体は、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂのいずれか一方であってもよいし、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの両方であってもよい。また、以下の説明は、Ｘ方向に延在し且つＹ方向において隣り合う第１ライン９１及び第２ライン９２を最小単位として、全てのライン９０に適用される。

【0075】

図９に示されるように、複数の機能素子１０２側から基板１０１にレーザ光Ｌが入射するように（ずなわち、基板１０１の表面１０１ａのうちストリート領域１０３に対応する領域から基板１０１にレーザ光Ｌが入射するように）対象物１００が支持部７によって支持されている場合（以下、「表面入射の場合」という）には、制御部９は、次のように機能する。制御部９は、レーザ光Ｌが第１加工光Ｌ１及び第２加工光Ｌ２に分岐して、第１加工光Ｌ１の第１集光点Ｃ１が第１ライン９１上に位置し且つ第２加工光Ｌ２の第２集光点Ｃ２が第２ライン９２上に位置するように、空間光変調器３６を制御する。また、制御部９は、表面１０１ａにおける測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒ、並びに、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が第１ライン９１及び第２ライン９２に沿って相対的に移動するように、移動機構５（図１参照）を制御する。更に、制御部９は、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれが表面１０１ａに対して所定位置に位置するように（例えば、表面１０１ａと第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれのとの距離が一定に維持されるように）、測距部１６による光Ｌ１０の検出結果に基づいて駆動部１８（図５参照）を制御する。

【0076】

表面入射の場合、表面１０１ａに照射される光Ｌ１０の光軸が調整部１６２によって調整されることで（図５参照）、照射領域Ｒが第１ライン９１上又は第２ライン９２上に位置させられる。調整部１６２による調整は、オペレータによって手動で実施されてもよいし、制御部９によって自動で実施されてもよい。

【0077】

図１０に示されるように、複数の機能素子１０２とは反対側から基板１０１にレーザ光Ｌが入射するように（ずなわち、基板１０１の裏面１０１ｂから基板１０１にレーザ光Ｌが入射するように）対象物１００が支持部７によって支持されている場合（以下、「裏面入射の場合」という）には、制御部９は、次のように機能する。制御部９は、レーザ光Ｌが第１加工光Ｌ１及び第２加工光Ｌ２に分岐して、第１加工光Ｌ１の第１集光点Ｃ１が第１ライン９１上に位置し且つ第２加工光Ｌ２の第２集光点Ｃ２が第２ライン９２上に位置するように、空間光変調器３６を制御する。また、制御部９は、裏面１０１ｂにおける測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒ、並びに、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が第１ライン９１及び第２ライン９２に沿って相対的に移動するように、移動機構５（図１参照）を制御する。更に、制御部９は、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれが裏面１０１ｂに対して所定位置に位置するように（例えば、裏面１０１ｂと第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれのとの距離が一定に維持されるように）、測距部１６による光Ｌ１０の検出結果に基づいて駆動部１８（図５参照）を制御する。

【0078】

裏面入射の場合、裏面１０１ｂに照射される光Ｌ１０の光軸が調整部１６２によって調整されることで（図５参照）、照射領域Ｒが第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線（すなわち、第１ライン９１及び第２ライン９２のそれぞれから等距離に位置するライン）上に位置させられる。調整部１６２による調整は、オペレータによって手動で実施されてもよいし、制御部９によって自動で実施されてもよい。

【0079】

なお、第１集光点Ｃ１、第２集光点Ｃ２又は照射領域Ｒが所定箇所（第１ライン９１、第２ライン９２、第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線、第１ライン９１と第２ライン９２との間等）上に位置するとは、Ｚ方向から見た場合に第１集光点Ｃ１、第２集光点Ｃ２又は照射領域Ｒが当該所定箇所上に位置することを意味する。また、上記説明では、移動機構５が、集光部１４及び測距部１６を支持部７に対して相対的に移動させる移動部として機能したが、移動機構６が当該移動部として機能してもよいし、複数の移動機構５，６が当該移動部として機能してもよい（図１参照）。また、各レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂが備える回路部１９（図５参照）が制御部９の少なくとも一部として機能してもよい。
［レーザ加工装置の動作］

【0080】

前提として、レーザ加工装置１は、図２に示されるように、撮像部３を備えている。撮像部３は、対象物１００の画像を取得する。撮像部３は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外光による対象物１００の像を取得する。撮像部３は、例えば、移動機構６の取付部６５に取り付けられている。一例として、対象物１００の基板１０１がシリコン基板であり、撮像部３が近赤外光による対象物１００の像を取得する場合、撮像部３は、複数の機能素子１０２側からは勿論、基板１０１の裏面１０１ｂ側からでも、複数の機能素子１０２及びストリート領域１０３（図７参照）の像を取得することが可能である。

【0081】

また、レーザ加工装置１は、図１１に示されるように、表示部４ａを含む入力受付部４を備えている。表示部４ａは、撮像部３によって取得された対象物１００の画像を、対象物１００のグラフィックとして表示する。表示部４ａは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を構成している。なお、入力受付部４は、マウス、キーボード等の入力装置（図示省略）を更に含んでいる。

【0082】

以上の前提の下に、以下、Ｘ方向に延在し且つＹ方向において隣り合う第１ライン９１及び第２ライン９２に着目して、レーザ加工装置１の動作について説明する。以下の説明では、対象物１００にレーザ光Ｌを照射する主体が１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂのいずれであるかを明記しないが、当該主体は、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂのいずれか一方であってもよいし、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの両方であってもよい。また、以下の説明は、Ｘ方向に延在し且つＹ方向において隣り合う第１ライン９１及び第２ライン９２を最小単位として、全てのライン９０に適用される。

【0083】

まず、対象物１００が支持部７にセットされる。続いて、図１１に示されるように、オペレータが入力受付部４を操作することで、表示部４ａにおいて「２ライン分岐加工」が選択されると、表示部４ａが、対象物１００、第１ライン９１、第２ライン９２及び基準ライン９３のそれぞれのグラフィックを表示する。対象物１００のグラフィックは、撮像部３によって取得された対象物１００の画像である。基準ライン９３は、集光部１４の光軸が対象物１００に対して相対的に移動する軌跡に相当するラインである。

【0084】

続いて、オペレータが入力受付部４を操作することで、表示部４ａにおいて「分岐間隔」の欄に数値が入力されると、グラフィックにおける第１ライン９１と第２ライン９２との距離が当該数値となるように、表示部４ａが、グラフィックにおいて、基準ライン９３を中心線として第１ライン９１及び第２ライン９２をＹ方向に移動させる。また、オペレータが入力受付部４を操作することで、グラフィックにおいて、基準ライン９３を中心線として第１ライン９１及び第２ライン９２がＹ方向に移動させられると、表示部４ａが、グラフィックにおける第１ライン９１と第２ライン９２との距離を「分岐間隔」の欄に表示する。分岐間隔の数値は、第１加工光Ｌ１の第１集光点Ｃ１と第２加工光Ｌ２の第２集光点Ｃ２との距離（Ｙ方向における距離）である。このように、入力受付部４は、「Ｙ方向における第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれの位置に関する情報」（第１情報）の入力を受け付ける。なお、レーザ加工の対象となる第１ライン９１及び第２ライン９２を変更するために、制御部９は、Ｙ方向において分岐間隔の数値の２倍の距離だけ集光部１４及び測距部１６が移動するように、入力された分岐間隔の数値に基づいて移動機構５を制御する。

【0085】

更に、オペレータが入力受付部４を操作することで、表示部４ａにおいて「測距位置」として「基準ライン」、「第１ライン側に調整」及び「第２ライン側に調整」のいずれかが選択される。測距位置は、測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒの位置（Ｙ方向における位置）である。図９に示される表面入射の場合のように、照射領域Ｒを第１ライン９１上又は第２ライン９２上に位置させるべき場合には、オペレータは、「第１ライン側に調整」又は「第２ライン側に調整」を選択すればよい。図１０に示される裏面入射の場合のように、照射領域Ｒを第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線上に位置させるべき場合には、オペレータは、「基準ライン」を選択すればよい。このように、入力受付部４は、「Ｙ方向における照射領域Ｒの位置に関する情報」（第２情報）の入力を受け付ける。

【0086】

続いて、図１２に示されるように、制御部９が、「分岐間隔」の欄に入力された数値を含むレーザ光Ｌの照射条件に応じて、空間光変調器３６に入力する変調パターンを決定する処理（ステップＳ０１）、「測距位置」として選択された「基準ライン」、「第１ライン側に調整」及び「第２ライン側に調整」のいずれかに応じて、照射領域Ｒの位置を調整する処理（ステップＳ０２）、並びに、レーザ加工を実施する処理（ステップＳ０３）を順次に実施する。このように、制御部９は、第１集光点Ｃ１が第１ライン９１上に位置し且つ第２集光点Ｃ２が第２ライン９２上に位置するように、「Ｙ方向における第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれの位置に関する情報」に基づいて空間光変調器３６を制御する。また、制御部９は、照射領域Ｒが第１ライン９１上若しくは第２ライン９２上、又は、第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線上に位置するように、「Ｙ方向における照射領域Ｒの位置に関する情報」に基づいて測距部１６を制御する。

【0087】

図１３は、図１に示されるレーザ加工装置１によって表面入射（図９参照）でレーザ加工が実施される場合における基準ライン９３、第１ライン９１及び第２ライン９２の位置関係を示す模式図である。図１３の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１ライン９１及び第２ライン９２は、基準ライン９３を中心線としてＹ方向における基準ライン９３の両側に位置している。図１３の（ａ）に示されるように、集光部１４は、基準ライン９３上に位置している。図１３の（ｂ）に示されるように、第１集光点Ｃ１及び照射領域Ｒは、第１ライン９１上に位置しており、第２集光点Ｃ２は、第２ライン９２上に位置している。

【0088】

図１４は、図１に示されるレーザ加工装置１によって裏面入射（図１０参照）でレーザ加工が実施される場合における基準ライン９３、第１ライン９１及び第２ライン９２の位置関係を示す模式図である。図１４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１ライン９１及び第２ライン９２は、基準ライン９３を中心線としてＹ方向における基準ライン９３の両側に位置している。図１４の（ａ）に示されるように、集光部１４は、基準ライン９３上に位置している。図１４の（ｂ）に示されるように、第１集光点Ｃ１は、第１ライン９１上に位置しており、第２集光点Ｃ２は、第２ライン９２上に位置しており、照射領域Ｒは、基準ライン９３（第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線）上に位置している。

【0089】

なお、入力受付部４は、「対象物１００に対するレーザ光Ｌの入射の側に関する情報」（第３情報）の入力を受け付けてもよい。そして、図９に示される表面入射の場合には、制御部９は、照射領域Ｒが第１ライン９１上又は第２ライン９２上に位置するように、「Ｙ方向における照射領域Ｒの位置に関する情報」に基づいて測距部１６を制御する。一方、図１０に示される裏面入射の場合には、制御部９は、照射領域Ｒが第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線上に位置するように、「Ｙ方向における照射領域Ｒの位置に関する情報」に基づいて測距部１６を制御する。

【0090】

また、調整部１６２による調整がオペレータによって手動で実施されることで、照射領域Ｒが、第１ライン９１上若しくは第２ライン９２上、又は、第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線上に位置させられてもよい。その場合には、制御部９が照射領域Ｒの位置を調整する処理（ステップＳ０２）は省略される。
［作用及び効果］

【0091】

レーザ加工装置１では、レーザ光Ｌが第１加工光Ｌ１及び第２加工光Ｌ２に分岐して、第１加工光Ｌ１の第１集光点Ｃ１が第１ライン９１上に位置し且つ第２加工光Ｌ２の第２集光点Ｃ２が第２ライン９２上に位置するように、制御部９が空間光変調器３６を制御し、測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒ、並びに、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が第１ライン９１及び第２ライン９２に沿って相対的に移動するように、制御部９が移動機構５を制御する。このとき、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれが対象物１００の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに対して所定位置に位置するように、制御部９が、測距部１６による測距用の光Ｌ１０の検出結果に基づいて駆動部１８を制御する。これにより、改質領域Ｍが対象物１００の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに対して所定位置に位置した状態で、第１ライン９１及び第２ライン９２のそれぞれに沿って対象物１００に改質領域Ｍが形成される。ここで、レーザ加工装置１では、Ｙ方向において少なくとも第１ライン９１と第２ライン９２との間隔の分だけ測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒの位置を調整することが可能となるように、測距部１６が構成されている。そのため、レーザ光Ｌの照射条件等に応じて、Ｙ方向において測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒの位置を調整することができ、対象物１００の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに対して所定位置に精度良く改質領域Ｍを形成することができる。よって、レーザ加工装置１によれば、複数のラインのそれぞれに沿って対象物１００に改質領域Ｍを形成する場合に、加工時間の短縮化を図ることができる。

【0092】

また、レーザ加工装置１では、入力受付部４が「Ｙ方向における第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれの位置に関する情報」の入力を受け付け、制御部９が、第１集光点Ｃ１が第１ライン９１上に位置し且つ第２集光点Ｃ２が第２ライン９２上に位置するように、当該情報に基づいて空間光変調器３６を制御する。これにより、第１ライン９１及び第２ライン９２のそれぞれに沿って容易に且つ精度良く改質領域Ｍを形成することができる。

【0093】

また、レーザ加工装置１では、入力受付部４が「Ｙ方向における照射領域Ｒの位置に関する情報」の入力を受け付け、制御部９が、照射領域Ｒが第１ライン９１上若しくは第２ライン９２上、又は、第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線上に位置するように、当該情報に基づいて測距部１６を制御する。これにより、対象物１００の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに対して所定位置に容易に且つ精度良く改質領域Ｍを形成することができる。

【0094】

また、レーザ加工装置１では、入力受付部４が「対象物１００に対するレーザ光Ｌの入射の側に関する情報」の入力を受け付け、制御部９が、図９に示される表面入射の場合には、照射領域Ｒが第１ライン９１上又は第２ライン９２上に位置するように、当該情報に基づいて測距部１６を制御し、図１０に示される裏面入射の場合には、照射領域Ｒが第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線上に位置するように、当該情報に基づいて測距部１６を制御する。これにより、表面入射の場合には、測距用の光Ｌ１０が機能素子１０２の影響を受けるのを防止して、対象物１００の表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに対して所定位置に改質領域Ｍを形成することができる。また、裏面入射の場合には、第１ライン９１及び第２ライン９２のそれぞれに沿ってバランス良く改質領域Ｍを形成することができる。

【0095】

また、レーザ加工装置１では、入力受付部４が、対象物１００、第１ライン９１及び第２ライン９２のそれぞれのグラフィックを表示する表示部４ａを含んでいる。これにより、加工予定状態を視覚的に把握することができる。

【0096】

また、レーザ加工装置１では、表示部４ａが、集光部１４の光軸が対象物１００に対して相対的に移動する軌跡に相当する基準ライン９３を表示する。これにより、集光部１４の光軸を基準とした加工予定状態を視覚的に把握することができる。

【0097】

また、レーザ加工装置１では、撮像部３が対象物１００の画像を取得し、表示部４ａが対象物１００のグラフィックとして対象物１００の画像を表示する。これにより、対象物１００のグラフィックを容易に取得することができる。

【0098】

また、レーザ加工装置１では、測距用の光Ｌ１０が集光部１４を通るように構成された測距部１６において、本体部１６１が、光Ｌ１０を表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに照射しつつ、表面１０１ａ又は裏面１０１ｂで反射された光Ｌ１０を検出し、調整部１６２が、表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに照射される光Ｌ１０の光軸を調整する。この構成は、測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒを小さくすべき場合（例えば、表面入射の場合であって、ストリート領域１０３の幅が狭いとき）に有効である。
［変形例］

【0099】

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、測距部１６は、測距用の光Ｌ１０が集光部１４を通らないように、構成されていてもよい。具体的には、図１５に示されるように、測距部１６は、集光部１４とは別軸で装置フレーム１ａに取り付けられていてもよい。その場合、測距部１６は、本体部１６３と、調整部１６４と、を含んでいてもよい。本体部１６３は、光Ｌ１０を表面１０１ａ又は裏面１０１ｂに照射しつつ、表面１０１ａ又は裏面１０１ｂで反射された光Ｌ１０を検出する。調整部１６４は、Ｙ方向における本体部１６３の位置を調整するための部分である。調整部１６４は、Ｙ方向において少なくとも第１ライン９１と第２ライン９２との間隔の分だけ測距用の光Ｌ１０の照射領域Ｒの位置を調整することが可能となるように、Ｙ方向に本体部１６３を移動させる。この構成は、テープ等の部材を介して対象物１００の表面に測距用の光Ｌ１０を照射する場合に有効である。なお、図１５に示される測距部１６には、三角測距方式、レーザ共焦点方式、白色共焦点方式、分光干渉方式、非点収差方式等のセンサを利用することができる。

【0100】

図１６は、図１５に示されるレーザ加工装置１によって表面入射（図９参照）でレーザ加工が実施される場合における基準ライン９３、第１ライン９１及び第２ライン９２の位置関係を示す模式図である。図１６の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１ライン９１及び第２ライン９２は、基準ライン９３を中心線としてＹ方向における基準ライン９３の両側に位置している。図１６の（ａ）に示されるように、集光部１４は、基準ライン９３上に位置しており、本体部１６３は、第１ライン９１上に位置している。図１６の（ｂ）に示されるように、第１集光点Ｃ１及び照射領域Ｒは、第１ライン９１上に位置しており、第２集光点Ｃ２は、第２ライン９２上に位置している。

【0101】

図１７は、図１５に示されるレーザ加工装置１によって裏面入射（図１０参照）でレーザ加工が実施される場合における基準ライン９３、第１ライン９１及び第２ライン９２の位置関係を示す模式図である。図１７の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１ライン９１及び第２ライン９２は、基準ライン９３を中心線としてＹ方向における基準ライン９３の両側に位置している。図１７の（ａ）に示されるように、集光部１４及び本体部１６３は、基準ライン９３上に位置している。図１７の（ｂ）に示されるように、第１集光点Ｃ１は、第１ライン９１上に位置しており、第２集光点Ｃ２は、第２ライン９２上に位置しており、照射領域Ｒは、基準ライン９３（第１ライン９１と第２ライン９２との間の中心線）上に位置している。

【0102】

また、図１に示されるレーザ加工装置１、及び図１５に示されるレーザ加工装置のいずれにおいても、第１ライン９１は、基準ライン９３上に位置していてもよい。

【0103】

図１８は、図１に示されるレーザ加工装置１によって表面入射（図９参照）又は裏面入射（図１０参照）でレーザ加工が実施される場合における基準ライン９３、第１ライン９１及び第２ライン９２の位置関係を示す模式図である。図１８の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１ライン９１は、基準ライン９３上に位置しており、第２ライン９２は、Ｙ方向における基準ライン９３の一方の側に位置している。図１８の（ａ）に示されるように、集光部１４は、基準ライン９３上に位置している。図１８の（ｂ）に示されるように、第１集光点Ｃ１及び照射領域Ｒは、基準ライン９３上（第１ライン９１上）に位置しており、第２集光点Ｃ２は、第２ライン９２上に位置している。

【0104】

図１９は、図１５に示されるレーザ加工装置１によって表面入射（図９参照）又は裏面入射（図１０参照）でレーザ加工が実施される場合における基準ライン９３、第１ライン９１及び第２ライン９２の位置関係を示す模式図である。図１９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１ライン９１は、基準ライン９３上に位置しており、第２ライン９２は、Ｙ方向における基準ライン９３の一方の側に位置している。図１９の（ａ）に示されるように、集光部１４及び本体部１６３は、基準ライン９３上に位置している。図１９の（ｂ）に示されるように、第１集光点Ｃ１及び照射領域Ｒは、基準ライン９３上（第１ライン９１上）に位置しており、第２集光点Ｃ２は、第２ライン９２上に位置している。

【0105】

図２０は、図１８及び図１９に示される場合における表示部４ａの構成図である。図１８及び図１９に示される場合には、照射領域Ｒが常に基準ライン９３上（第１ライン９１上）に位置することになる。そのため、図２０に示される表示部４ａには、図１１に示される表示部４ａのように「測距位置」を選択する欄が設けられていない。

【0106】

また、図１に示されるレーザ加工装置１では、本体部１６１において、受光センサ（表面１０１ａ又は裏面１０１ｂで反射された光Ｌ１０を検出する受光センサ）の位置及び角度が調整可能となっていてもよい。調整部１６２によって光Ｌ１０の光軸が調整された場合に、表面１０１ａ又は裏面１０１ｂで反射された光Ｌ１０を受光センサに確実に検出させるためである。

【0107】

また、図１５に示されるレーザ加工装置１では、Ｘ方向における集光部１４の両側に１対の測距部１６が設けられていてもよい。第１ライン９１及び第２ライン９２に沿ってＸ方向における一方の側に第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を相対的に移動させる場合には、一方の測距部１６を用い、第１ライン９１及び第２ライン９２に沿ってＸ方向における他方の側に第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を相対的に移動させる場合には、他方の測距部１６を用いることができる。

【0108】

また、測距部１６は、対象物１００においてＺ方向と交差する表面であれば、表面１０１ａ及び裏面１０１ｂ以外の表面に光Ｌ１０を照射し、当該表面で反射された光Ｌ１０を検出してもよい。

【0109】

また、図１及び図１５に示される各レーザ加工装置１によって表面入射（図９参照）でレーザ加工が実施される場合には、照射領域Ｒは、例えばＺ方向から見た場合にストリート領域１０３内に位置していれば、第１ライン９１上又は第２ライン９２上から多量ずれてもよい。

【0110】

また、図１及び図１５に示される各レーザ加工装置１によって裏面入射（図１０参照）でレーザ加工が実施される場合には、照射領域Ｒは、第１ライン９１上若しくは第２ライン９２上、又は、第１ライン９１と第２ライン９２との間に位置していてもよい。

【0111】

また、入力受付部４が対象物１００に関する情報（各機能素子１０２のサイズ、ストリート領域１０３の幅等）の入力を受け付け、制御部９が当該情報に基づいて対象物１００のグラフィックを作成し、表示部４ａが当該グラフィックを表示してもよい。

【符号の説明】

【0112】

１…レーザ加工装置、３…撮像部、４…入力受付部、４ａ…表示部、５…移動機構（移動部）、７…支持部、９…制御部、１４…集光部、１６…測距部、１６１，１６３…本体部、１６２，１６４…調整部、１８…駆動部、３６…空間光変調器、８１，８２…光源、９１…第１ライン、９２…第２ライン、９３…基準ライン、１００…対象物、１０１…基板、１０１ａ…表面（表面）、１０１ｂ…裏面（表面）、１０２…機能素子、Ｌ…レーザ光、Ｌ１…第１加工光、Ｌ２…第２加工光、Ｃ１…第１集光点、Ｃ２…第２集光点、Ｌ１０…測距用の光、Ｒ…照射領域、Ｍ…改質領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】